DE102022132496A1 - Braking system of a motor vehicle electrically driven by an electric machine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Bremssystem (1) eines mittels einer elektrischen Maschine (2) elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs (3), wobei das Bremssystem (1) eine Bremse (4) mit einer Bremsscheibe (5) umfasst, welche mittels eines Bremsaktuators (7) mit einem Reibmoment beaufschlagbar ist, und die elektrische Maschine (2) einen Rotor (8) aufweist, welcher drehmomentübertragend mit wenigstens einem Fahrzeugrad (24) des Kraftfahrzeugs (3) gekoppelt ist, wobei die Bremse (4) in einem Bremsgehäuse (9) aufgenommen und die Bremsscheibe (5) drehmomentübertragend mit dem Rotor (8) der elektrischen Maschine (2) verbunden ist.The invention relates to a braking system (1) of a motor vehicle (3) that can be electrically driven by means of an electric machine (2), wherein the braking system (1) comprises a brake (4) with a brake disk (5) that can be subjected to a friction torque by means of a brake actuator (7), and the electric machine (2) has a rotor (8) that is coupled to at least one vehicle wheel (24) of the motor vehicle (3) in a torque-transmitting manner, wherein the brake (4) is accommodated in a brake housing (9) and the brake disk (5) is connected to the rotor (8) of the electric machine (2) in a torque-transmitting manner.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine/ein Bremssystem eines mittels einer elektrischen Maschine elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, wobei das Bremssystem eine Bremse mit einer Bremsscheibe umfasst, welche mittels eines Bremsaktuators mit einem Reibmoment beaufschlagbar ist, und die elektrische Maschine einen Rotor aufweist, welcher drehmomentübertragend mit wenigstens einem Fahrzeugrad des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist.The present invention relates to a braking system of a motor vehicle that can be electrically driven by means of an electric machine, wherein the braking system comprises a brake with a brake disc, which can be subjected to a friction torque by means of a brake actuator, and the electric machine has a rotor which is coupled to at least one vehicle wheel of the motor vehicle in a torque-transmitting manner.
Bei Kraftfahrzeugen werden für den Antrieb verstärkt Elektromotoren eingesetzt, um Alternativen zu Verbrennungsmotoren zu schaffen, die fossile Brennstoffe benötigen. Um die Alltagstauglichkeit der Elektroantriebe zu verbessern und zudem den Benutzern den gewohnten Fahrkomfort bieten zu können, sind bereits erhebliche Anstrengungen unternommen worden. Eine ausführliche Darstellung zu einem Elektroantrieb ergibt sich beispielsweise aus einem Artikel der Zeitschrift ATZ 113. Jahrgang, 05/2011, Seiten 360-365 von Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski und Jens Liebold mit dem Titel: Hochintegrativ und Flexibel Elektrische Antriebseinheit für E-Fahrzeuge. In diesem Artikel wird eine Antriebseinheit für eine Achse eines Fahrzeugs beschrieben, welche einen E-Motor umfasst, der koaxial zu einem Kegelraddifferenzial angeordnet ist.Electric motors are increasingly being used to drive motor vehicles in order to create alternatives to combustion engines that require fossil fuels. Considerable efforts have already been made to improve the everyday suitability of electric drives and also to be able to offer users the usual driving comfort. A detailed description of an electric drive can be found, for example, in an article in the magazine ATZ 113th year, 05/2011, pages 360-365 by Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski and Jens Liebold with the title: Highly integrated and flexible electric drive unit for electric vehicles. This article describes a drive unit for an axle of a vehicle, which includes an electric motor that is arranged coaxially to a bevel gear differential.
Hierbei können derartige Kraftfahrzeuge mit einem hybridisierten oder elektrifizierten Antriebstrang nicht nur mit Hilfe einer elektrischen Maschine beschleunigen und sondern auch abbremsen. Beim Bremsvorgang wird hierzu die elektrische Maschine generatorisch betrieben und die rekuperierte Energie beispielsweise zum Laden des Akkus verwendet. Aus Sicherheitsgründen wird jedoch weiterhin eine weitere, mechanische Bremsvorrichtung benötigt. Bei radnahen Antrieben, wie beispielsweise einem Radnabenmotor oder einer elektrischen Achse, ergibt sich hierbei eine erschwerte Bauraumsituation.Such motor vehicles with a hybridized or electrified drive train can not only accelerate and brake with the help of an electric machine, but also. During braking, the electric machine is operated as a generator and the recuperated energy is used, for example, to charge the battery. For safety reasons, however, an additional mechanical braking device is still required. With drives close to the wheels, such as a wheel hub motor or an electric axle, this results in a more difficult installation space situation.
Insbesondere bei einem Fahrzeug mit einem elektrischen Radnabenantrieb, einem sogenannten E-Wheel Drive, kommen oftmals Bremsen mit Lamellen zum Einsatz, um das Fahrzeug abzubremsen. Es sind aber auch Bremsen in der Ausführung als Scheibenbremse mit Schwimmsattel, Scheibenbremse mit Festsattel, Trommelbremse und Mehrscheibenbremse bekannt.Particularly in vehicles with an electric wheel hub drive, a so-called E-Wheel Drive, brakes with discs are often used to slow the vehicle down. However, brakes in the form of disc brakes with floating calipers, disc brakes with fixed calipers, drum brakes and multiple disc brakes are also known.
Aus der
Ferner existiert eine zunehmende Anforderung, die Emissionen von Bremsabrieb, der häufig als Feinstaub anfällt, zu reduzieren oder vollständig zu vermeiden.Furthermore, there is an increasing requirement to reduce or completely avoid emissions of brake dust, which often occurs as fine dust.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung ein verbessertes Bremssystem mit hohen Bremsmomenten, hoher Betriebssicherheit und geringen Bremsstaub-Emissionen bereitzustellen.It is therefore the object of the invention to provide an improved braking system with high braking torques, high operational reliability and low brake dust emissions.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Bremssystem eines mittels einer elektrischen Maschine elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, wobei das Bremssystem eine Bremse mit einer Bremsscheibe umfasst, welche mittels eines Bremsaktuators mit einem Reibmoment beaufschlagbar ist, und die elektrische Maschine einen Rotor aufweist, welcher drehmomentübertragend mit wenigstens einem Fahrzeugrad des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist, wobei die Bremse in einem Bremsgehäuse aufgenommen und die Bremsscheibe drehmomentübertragend mit dem Rotor der elektrischen Maschine verbunden ist.This object is achieved by a braking system of a motor vehicle that can be electrically driven by means of an electric machine, wherein the braking system comprises a brake with a brake disc, which can be subjected to a friction torque by means of a brake actuator, and the electric machine has a rotor which is coupled to at least one vehicle wheel of the motor vehicle in a torque-transmitting manner, wherein the brake is accommodated in a brake housing and the brake disc is connected to the rotor of the electric machine in a torque-transmitting manner.
Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass das erfindungsgemäße Bremssystem die Rekuperation der elektrischen Maschine im Generatorbetrieb in Fahrsituationen ergänzt, wo diese allein nicht eine erwünschte Bremsenergie bereitstellen kann. Das sind zum Beispiel Fahrsituationen mit niedriger Geschwindigkeit des Fahrzeugs bzw. Drehzahl der elektrischen Maschine oder ein Halten zum Stillstand oder Bremsvorgänge bei niedriger Temperatur.This provides the advantage that the braking system according to the invention supplements the recuperation of the electric machine in generator mode in driving situations where this alone cannot provide the desired braking energy. These are, for example, driving situations with a low vehicle speed or speed of the electric machine or stopping at a standstill or braking at low temperatures.
Der Vorteil einer zusätzlichen, gekapselten Bremse ist es, dass die Bremsenergie als Wärme an das Thermomanagement des Kraftfahrzeugs weitergeben kann, ohne dass die Energie zwischendurch beispielsweise in der Batterie des Fahrzeugs gespeichert werden muss. Zudem werden Bremsstaubpartikel nicht an die Umwelt gegeben. Falls die gesetzlichen Regularien dies in Zukunft zulassen, kann zudem beispielsweise auch auf die Radbremsen an einer Achse evtl. verzichtet werden.The advantage of an additional, encapsulated brake is that the braking energy can be transferred to the thermal management of the vehicle as heat, without the energy having to be stored in the vehicle's battery, for example. In addition, brake dust particles are not released into the environment. If legal regulations allow this in the future, it may also be possible to dispense with the wheel brakes on one axle, for example.
Eine derartige Bremse wird gelegentlich aus als Komplementärbremse bezeichnet.Such a brake is sometimes referred to as a complementary brake.
BremsgehäuseBrake housing
Die Bremse ist bevorzugt in einem Bremsgehäuse angeordnet. Das Bremsgehäuse umhaust die Bremse. Ein Bremsgehäuse kann darüber hinaus auch einen oder mehrere Bremsaktuatoren aufnehmen. Das Bremsgehäuse kann darüber hinaus auch Bestandteil eines Kühlsystems und derart ausgebildet sein, dass Kühlfluid über das Bremsgehäuse dem Bremssystem zugeführt wird und/oder die Wärme über die Gehäuseflächen nach außen abgeführt werden kann. Darüber hinaus schützt das Bremsgehäuse die Komplementärbremse vor äußeren mechanischen und/oder chemischen Einflüssen. Ein Bremsgehäuse kann insbesondere aus einem metallischen Material gebildet sein. Vorteilhafterweise kann das Bremsgehäuse aus einem metallischen Gussmaterial, wie zum Beispiel Grauguss oder Stahlguss geformt sein. Grundsätzlich ist es auch denkbar, das Bremsgehäuse ganz oder teilweise aus einem Kunststoff auszubilden. Ferner ist es möglich, dass das Bremsgehäuse einstückig oder mehrteilig ausgeführt ist. Das Bremsgehäuse kann auch vollständig oder teilweise als ein Teil eines Motorgehäuses einer elektrischen Maschine oder eines Getriebegehäuses eines mit der elektrischen Maschine gekoppelten Getriebes ausgebildet sein. Bevorzugt bilden das Bremsgehäuse und das Motorgehäuse oder das Getriebegehäuse eine bauliche Einheit. Hierzu kann das Bremsgehäuse beispielsweise mit dem Motorgehäuse oder dem Getriebegehäuse verschraubt sein. Bevorzugt ist das Bremsgehäuse derart ausgeführt, dass beim Bremsen entstehender Abrieb nicht aus dem Bremsgehäuse entweichen kann. Hierdurch kann eine ungewollte Belastung der Umwelt mit Bremsabrieb vermieden werden. Ferner lassen sich durch eine derartige Kapslung des Bremssystems auch Bremsgeräusche gegenüber der Umwelt reduzieren. Ein weiterer vorteilhafter Aspekt dieser Kapslung ist es, dass die Bremsleistung des Bremssystems unabhängig von den Witterungsbedingungen außerhalb des Kraftfahrzeugs ist.The brake is preferably arranged in a brake housing. The brake housing encloses the brake. A brake housing can also accommodate one or more brake actuators. The brake housing can also be part of a cooling system and designed in such a way It should be ensured that cooling fluid is supplied to the brake system via the brake housing and/or that the heat can be dissipated to the outside via the housing surfaces. In addition, the brake housing protects the complementary brake from external mechanical and/or chemical influences. A brake housing can in particular be made from a metallic material. The brake housing can advantageously be formed from a metallic cast material, such as gray cast iron or cast steel. In principle, it is also conceivable to form the brake housing entirely or partially from a plastic. It is also possible for the brake housing to be designed in one piece or in several parts. The brake housing can also be designed entirely or partially as part of a motor housing of an electrical machine or a gear housing of a gear coupled to the electrical machine. The brake housing and the motor housing or the gear housing preferably form a structural unit. For this purpose, the brake housing can be screwed to the motor housing or the gear housing, for example. The brake housing is preferably designed in such a way that abrasion that occurs during braking cannot escape from the brake housing. This prevents unwanted exposure of the environment to brake wear. Furthermore, this type of encapsulation of the braking system also reduces braking noise in the environment. Another advantageous aspect of this encapsulation is that the braking performance of the braking system is independent of the weather conditions outside the vehicle.
BremsaktuatorBrake actuator
Ein Bremsaktuator hat insbesondere die Funktion, die Bremse zu aktuieren, also in einen reibschlüssigen Betriebszustand und einem vom Reibschluss gelösten Betriebszustand zu versetzen. Der Bremsaktuator kann hierzu insbesondere pneumatisch, hydraulisch, elektromotorisch, mechanisch, elektromagnetisch oder aus einer beliebigen Kombination hieraus betätigt werden. Der Bremsaktuator ist bevorzugt als hydraulisch aktuierbarer Zentralausrücker konfiguriert.A brake actuator has the particular function of actuating the brake, i.e. putting it into a frictionally engaged operating state and an operating state released from the frictional engagement. For this purpose, the brake actuator can be actuated in particular pneumatically, hydraulically, by electric motor, mechanically, electromagnetically or by any combination of these. The brake actuator is preferably configured as a hydraulically actuated central release mechanism.
Elektrische MaschineElectric machine
Das erfindungsgemäße Bremssystem ist bevorzugt für ein mittels einer elektrischen Maschine elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug vorgesehen. Elektrische Maschinen im Sinne dieser Anmeldung dienen zur Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie und/oder umgekehrt, und umfassen in der Regel einen als Stator, Ständer oder Anker bezeichneten ortsfesten Teil sowie einen als Rotor oder Läufer bezeichneten und gegenüber dem ortsfesten Teil beweglich angeordneten Teil. Im Zusammenhang mit dieser Erfindung kann eine elektrische Maschine insbesondere als Rotationsmaschine ausgebildet sein. Bei derartigen elektrischen Rotationsmaschinen wird insbesondere zwischen Radialflussmaschinen und Axialflussmaschinen unterschieden. Dabei zeichnet sich eine Radialflussmaschine dadurch aus, dass die Magnetfeldlinien in dem zwischen Rotor und Stator ausgebildeten Luftspalt, sich in radialer Richtung erstrecken, während im Falle einer Axialflussmaschine sich die Magnetfeldlinien in dem zwischen Rotor und Stator gebildeten Luftspalt in axialer Richtung erstrecken. Eine elektrische Maschine ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung insbesondere für die Verwendung innerhalb eines Antriebsstrang eines hybrid- oder vollelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs vorgesehen. Insbesondere ist die elektrische Maschine so dimensioniert, dass Fahrzeuggeschwindigkeiten größer als 50 km/h, vorzugsweise größer als 80 km/h und insbesondere größer als 100 km/h erreicht werden können. Besonders bevorzugt weist die elektrische Maschine eine Leistung größer als 30 kW, vorzugsweise größer als 50 kW und insbesondere größer als 70 kW auf. Es ist des Weiteren bevorzugt, dass die elektrische Maschine Drehzahlen größer als 5.000 U/min, besonders bevorzugt größer als 10.000 U/min, ganz besonders bevorzugt größer als 12.500 U/min bereitstellt.The braking system according to the invention is preferably provided for a motor vehicle that can be driven electrically by means of an electric machine. Electric machines in the sense of this application serve to convert electrical energy into mechanical energy and/or vice versa, and generally comprise a stationary part referred to as a stator, stand or armature and a part referred to as a rotor or runner and arranged to be movable relative to the stationary part. In connection with this invention, an electric machine can be designed in particular as a rotary machine. In such rotary electric machines, a distinction is made in particular between radial flux machines and axial flux machines. A radial flux machine is characterized in that the magnetic field lines in the air gap formed between the rotor and stator extend in the radial direction, while in the case of an axial flux machine the magnetic field lines in the air gap formed between the rotor and stator extend in the axial direction. In connection with the present invention, an electric machine is intended in particular for use within a drive train of a hybrid or fully electrically driven motor vehicle. In particular, the electric machine is dimensioned such that vehicle speeds of more than 50 km/h, preferably more than 80 km/h and in particular more than 100 km/h can be achieved. The electric machine particularly preferably has an output of more than 30 kW, preferably more than 50 kW and in particular more than 70 kW. It is further preferred that the electric machine provides speeds of more than 5,000 rpm, particularly preferably more than 10,000 rpm, very particularly preferably more than 12,500 rpm.
Die elektrische Maschine kann ein Gehäuse aufweisen, das auch als Motorgehäuse bezeichnet wird. Das Motorgehäuse umhaust die elektrische Maschine. Ein Motorgehäuse kann darüber hinaus auch die Steuer- und Leistungselektronik, sowie bevorzugt auch zumindest Teile des Bremssystems aufnehmen. Das Motorgehäuse kann darüber hinaus auch Bestandteil eines Kühlsystems für die elektrische Maschine und derart ausgebildet sein, dass Kühlfluid über das Motorgehäuse der elektrischen Maschine zugeführt wird und/oder die Wärme über die Motorgehäuseflächen nach außen abgeführt werden kann. Darüber hinaus schützt das Motorgehäuse die elektrische Maschine sowie die ggf. vorhandene Elektronik vor äußeren mechanischen und/oder chemischen Einflüssen. Ein Motorgehäuse der elektrischen Maschine kann insbesondere aus einem metallischen Material gebildet sein. Vorteilhafterweise kann das Motorgehäuse aus einem metallischen Gussmaterial, wie zum Beispiel Grauguss oder Stahlguss geformt sein. Grundsätzlich ist es auch denkbar, das Motorgehäuse ganz oder teilweise aus einem Kunststoff auszubilden. Ferner ist es möglich, dass das Motorgehäuse der elektrischen Maschine einstückig oder mehrteilig ausgeführt ist.The electric machine can have a housing, which is also referred to as a motor housing. The motor housing encloses the electric machine. A motor housing can also accommodate the control and power electronics, and preferably also at least parts of the braking system. The motor housing can also be part of a cooling system for the electric machine and can be designed in such a way that cooling fluid is supplied to the electric machine via the motor housing and/or the heat can be dissipated to the outside via the motor housing surfaces. In addition, the motor housing protects the electric machine and any electronics present from external mechanical and/or chemical influences. A motor housing of the electric machine can in particular be made of a metallic material. The motor housing can advantageously be formed from a metallic cast material, such as gray cast iron or cast steel. In principle, it is also conceivable to form the motor housing entirely or partially from a plastic. It is also possible for the motor housing of the electric machine to be made in one piece or in several parts.
Ein Rotor ist der sich drehende (rotierende) Teil einer elektrischen Maschine. Der Rotor umfasst insbesondere eine Rotorwelle und einen oder mehrere drehfest auf der Rotorwelle angeordnete, aus Rotorblechpaketen gebildete Rotorkörper. Die Rotorwelle kann hohl ausgeführt sein, was zum einen eine Gewichtsersparnis zur Folge hat und was zum anderen die Zufuhr von Schmier- oder Kühlmittel zum Rotorkörper erlaubt. Die Rotorwelle ist insbesondere mit der Bremswelle der Komplementärbremse koppelbar.A rotor is the rotating part of an electrical machine. The rotor comprises in particular a rotor shaft and one or more The rotor body is made of rotor laminations and is arranged on the rotor shaft in a rotationally fixed manner. The rotor shaft can be hollow, which on the one hand results in a weight saving and on the other hand allows the supply of lubricant or coolant to the rotor body. The rotor shaft can be coupled in particular to the brake shaft of the complementary brake.
Getriebetransmission
Die elektrische Maschine und/oder die Bremse sind/ist bevorzugt mit einem Getriebe koppelbar, welches insbesondere zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments für das Kraftfahrzeug ausgebildet ist. Bei dem Antriebsdrehmoment handelt es sich besonders bevorzugt um ein Hauptantriebsdrehmoment, so dass das Kraftfahrzeug ausschließlich durch das Antriebsdrehmoment angetrieben wird.The electric machine and/or the brake can preferably be coupled to a transmission which is designed in particular to generate a drive torque for the motor vehicle. The drive torque is particularly preferably a main drive torque, so that the motor vehicle is driven exclusively by the drive torque.
Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die elektrische Maschine und/oder die Bremse sowie das Getriebe in einem gemeinsamen Antriebsstranggehäuse angeordnet sind. Alternativ wäre es natürlich auch möglich, dass die elektrische Maschine ein Motorgehäuse und das Getriebe ein Getriebegehäuse besitzt, wobei die bauliche Einheit dann über eine Fixierung der Getriebeanordnung gegenüber der elektrischen Maschine bewirkbar ist. Diese bauliche Einheit wird gelegentlich auch als E-Achse bezeichnet. Das Antriebsstranggehäuse ist bevorzugt aus einem metallischen Material, insbesondere bevorzugt aus Aluminium, Grauguss oder Stahlguss, insbesondere mittels einem Urformverfahren wie Gießen oder Druckguss geformt. Grundsätzlich wäre es jedoch auch möglich, das Antriebsstranggehäuse aus einem Kunststoff zu bilden. Das Antriebsstranggehäuse kann insbesondere bevorzugt eine topfartige Grundform aufweisen, so dass die elektrische Maschine und das Getriebe über die offene Stirnseite des Antriebsstranggehäuses in dieses eingesetzt werden können.In particular, it can be provided that the electric machine and/or the brake and the transmission are arranged in a common drive train housing. Alternatively, it would of course also be possible for the electric machine to have a motor housing and the transmission to have a transmission housing, the structural unit then being able to be effected by fixing the transmission arrangement relative to the electric machine. This structural unit is sometimes also referred to as an electric axle. The drive train housing is preferably made of a metallic material, particularly preferably aluminum, gray cast iron or cast steel, in particular by means of a primary forming process such as casting or die casting. In principle, however, it would also be possible to form the drive train housing from a plastic. The drive train housing can particularly preferably have a pot-like basic shape, so that the electric machine and the transmission can be inserted into the drive train housing via the open front side of the drive train housing.
Die elektrische Maschine besitzt bevorzugt ein Motorgehäuse und/oder das Getriebe ein Getriebegehäuse, wobei die bauliche Einheit dann über eine Fixierung des Getriebes gegenüber der elektrischen Maschine bewirkbar ist. Das Getriebegehäuse ist ein Gehäuse zur Aufnahme eines Getriebes. Es hat die Aufgabe, vorhandene Wellen jeweils über die Lager zu führen und den Rädern (eventuell Kurvenscheiben) bei allen Belastungen diejenigen Freiheitsgrade zu gewähren, derer sie bedürfen, ohne sie in der Dreh- und eventuell Bahnbewegung zu behindern, sowie Lagerkräfte und Abstützmomente aufzunehmen. Ein Getriebegehäuse kann ein- oder mehrschalig, das heißt, ungeteilt oder geteilt ausgebildet sein. Das Getriebegehäuse sollte insbesondere auch sowohl Geräusche und Vibrationen dämpfen als auch Hydraulikfluid sicher aufnehmen können. Das Getriebegehäuse ist bevorzugt aus einem metallischen Material, insbesondere bevorzugt aus Aluminium, Grauguss oder Stahlguss, insbesondere mittels einem Urformverfahren wie Gießen oder Druckguss geformt.The electric machine preferably has a motor housing and/or the gearbox a gearbox housing, the structural unit then being able to be achieved by fixing the gearbox relative to the electric machine. The gearbox housing is a housing for accommodating a gearbox. Its job is to guide existing shafts via the bearings and to grant the wheels (possibly cam disks) the degrees of freedom they require under all loads without hindering their rotation and possible path movement, as well as to absorb bearing forces and support moments. A gearbox housing can be single- or multi-shell, i.e. undivided or divided. The gearbox housing should in particular also be able to dampen noise and vibrations and safely accommodate hydraulic fluid. The gearbox housing is preferably made of a metallic material, particularly preferably aluminum, gray cast iron or cast steel, in particular by means of a primary forming process such as casting or die casting.
Das Getriebe kann des Weiteren bevorzugt als ein Planetengetriebe konfiguriert sein oder ein Planetengetriebe umfassen. Das Planetengetriebe kann bevorzugt ein Sonnenrad und mehrere mit dem Sonnenrad in Eingriff stehende und in einem Planetenradträger drehbar gelagerte Planetenräder aufweisen, die sich rotatorisch um das Sonnenrad bewegen, sowie ein koaxial zum Sonnenrad angeordnetes Hohlrad, in welchem die Planetenräder wälzen.The transmission can further preferably be configured as a planetary transmission or comprise a planetary transmission. The planetary transmission can preferably have a sun gear and a plurality of planetary gears that mesh with the sun gear and are rotatably mounted in a planetary gear carrier, which move in rotation around the sun gear, as well as a ring gear arranged coaxially to the sun gear, in which the planetary gears roll.
Das Getriebe kann ferner ein Differentialgetriebe aufweisen. Ein Differentialgetriebe ist ein Planetengetriebe mit einem Antrieb und zwei Abtrieben. Es hat üblicherweise die Funktion, zwei Fahrzeugräder eines Kraftfahrzeugs so anzutreiben, dass sie in Kurven unterschiedlich schnell, aber mit gleicher Vortriebskraft drehen können.The transmission can also have a differential gear. A differential gear is a planetary gear with one input and two outputs. Its function is usually to drive two wheels of a motor vehicle so that they can turn at different speeds in curves but with the same propulsive force.
TrennkupplungSeparating clutch
Um verschiedene Antriebs- bzw. Betriebsmodi für das Kraftfahrzeug zu realisieren, kann eine oder mehrere Trennkupplungen innerhalb des Drehmomentenpfads zwischen der elektrischen Maschine und einem Fahrzeugrad vorgesehen werden. Eine Trennkupplung kann beispielsweise zwischen dem Ausgang der elektrischen Maschine und dem Eingang des Getriebes angeordnet sein, so dass die elektrische Maschine von dem Getriebe entkoppelbar ist, wodurch sich ein Segelbetrieb des Kraftfahrzeugs bereitstellen lässt. Auch wäre es denkbar, eine Trennkupplung zwischen dem Ausgang des Getriebes und einem Fahrzeugrad oder den Fahrzeugrädern anzuordnen, wodurch ebenfalls ein Segelbetrieb des Kraftfahrzeugs realisierbar ist. Schließlich ist es auch möglich, eine Trennkupplung zwischen dem Eingang des Bremssystems und dem Ausgang der elektrischen Maschine anzuordnen, womit sich das Bremssystem vollständig von der elektrischen Maschine entkuppeln lässt.In order to implement different drive or operating modes for the motor vehicle, one or more separating clutches can be provided within the torque path between the electric machine and a vehicle wheel. A separating clutch can, for example, be arranged between the output of the electric machine and the input of the transmission, so that the electric machine can be decoupled from the transmission, thereby enabling the motor vehicle to coast. It would also be conceivable to arrange a separating clutch between the output of the transmission and a vehicle wheel or wheels, thereby also enabling the motor vehicle to coast. Finally, it is also possible to arrange a separating clutch between the input of the braking system and the output of the electric machine, whereby the braking system can be completely decoupled from the electric machine.
KraftfahrzeugMotor vehicle
Als Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Anmeldung gelten Landfahrzeuge, die durch Maschinenkraft bewegt werden, ohne an Bahngleise gebunden zu sein. Ein Kraftfahrzeug kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der Personenkraftwagen (PKW), Lastkraftwagen (LKW), Kleinkrafträder, Leichtkraftfahrzeuge, Krafträder, Kraftomnibusse (KOM) oder Zugmaschinen.For the purposes of this application, motor vehicles are land vehicles that are moved by mechanical power without being tied to railway tracks. A motor vehicle can, for example, be selected from the group of passenger cars (PCs), lorries (HGVs), mopeds, light motor vehicles, motorcycles, buses (KOM) or tractors.
Vorteilhafte Ausführungsformen der ErfindungAdvantageous embodiments of the invention
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims. The features listed individually in the dependent claims can be combined with one another in a technologically meaningful manner and can define further embodiments of the invention. In addition, the features specified in the claims are specified and explained in more detail in the description, with further preferred embodiments of the invention being presented.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Bremssystem ein Bremskühlkreislauf zu Abfuhr von Wärme aus der Bremse aufweist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die durch die Reibungsenergie der Bremse erzeugte Wärme abgeführt und beispielsweise einem Thermomanagement-System eines Kraftfahrzeugs zur Verfügung gestellt werden kann. Ferner kann durch die Kühlung der Bremse deren Bremsleistung erhöht und insbesondere auch ein sog. thermisches Fading, also einen wärmebedingten Bremskraftverlust, verringert werden.According to an advantageous embodiment of the invention, the brake system can have a brake cooling circuit to dissipate heat from the brake. The advantage of this embodiment is that the heat generated by the frictional energy of the brake can be dissipated and made available, for example, to a thermal management system of a motor vehicle. Furthermore, cooling the brake can increase its braking performance and, in particular, reduce so-called thermal fading, i.e. a loss of braking force due to heat.
Thermomanagement-SystemThermal management system
Der Begriff Thermomanagement bezeichnet im Rahmen dieser Erfindung die bedarfsgerechte und effiziente Lenkung der thermischen Energieströme in einem insbesondere batteriebetriebenen, elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeug entsprechend dem jeweils vorherrschenden Betriebs- bzw. Lastzustand.In the context of this invention, the term thermal management refers to the needs-based and efficient control of thermal energy flows in a particularly battery-operated, electrically driven motor vehicle according to the prevailing operating or load condition.
Das Thermomanagement-System des Kraftfahrzeugs kann ein hydraulisches Steuersystem umfassen. Ein hydraulisches Steuersystem lenkt die Volumenströme innerhalb eines Thermomanagements eines Kraftfahrzeugs mittels hydraulisch auf ein Fluid einwirkender Schaltelemente, wie beispielsweise Ventile, Schieber, Pumpen und dergleichen. Das hydraulische Steuersystem kann hierzu beispielsweise insbesondere einen Volumenstrom völlig oder teilweise abdrosseln und/oder an die relevanten Wärmequellen und -senken in Subkreisläufen des Thermomanagements eines Kraftfahrzeugs verteilen. Hierzu werden die hydraulischen Schaltelemente durch die elektronische Steuereinheit gesteuert und geschaltet.The thermal management system of the motor vehicle can comprise a hydraulic control system. A hydraulic control system directs the volume flows within a thermal management system of a motor vehicle by means of switching elements that act hydraulically on a fluid, such as valves, slides, pumps and the like. For this purpose, the hydraulic control system can, for example, completely or partially throttle a volume flow and/or distribute it to the relevant heat sources and sinks in sub-circuits of the thermal management system of a motor vehicle. For this purpose, the hydraulic switching elements are controlled and switched by the electronic control unit.
Ein hydraulisches Schaltelement kann eine Hydraulikpumpe, ein Schaltventil, ein steuerbares Drosselventil und dergleichen sein. Bevorzugt ist ein hydraulisches Schaltelement elektrisch ansteuerbar. Des Weiteren weist ein hydraulisches Schaltelement bevorzugt wenigstens zwei voneinander verschiedene, schaltbare Betriebszustände auf, in denen das hydraulische Schaltelement in unterschiedlicher Weise auf das entsprechende Fluid in einem Kreislauf einwirkt.A hydraulic switching element can be a hydraulic pump, a switching valve, a controllable throttle valve and the like. A hydraulic switching element can preferably be controlled electrically. Furthermore, a hydraulic switching element preferably has at least two different, switchable operating states in which the hydraulic switching element acts in different ways on the corresponding fluid in a circuit.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann also vorgesehen sein, dass die Bremse einen Bremskühlkreislauf zu Abfuhr oder Zufuhr von Wärme aus oder zur Bremse aufweist, wobei die hydraulische Steuereinheit zur Beeinflussung der Volumenströme in dem Bremskühlkreislauf mittels wenigstens eines hydraulischen Schaltelements auf den Bremskühlkreislauf einwirkt.According to an advantageous embodiment of the invention, it can therefore be provided that the brake has a brake cooling circuit for dissipating or supplying heat from or to the brake, wherein the hydraulic control unit acts on the brake cooling circuit by means of at least one hydraulic switching element in order to influence the volume flows in the brake cooling circuit.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das die elektrische Maschine einen Motorkühlkreislauf zu Abfuhr oder Zufuhr von Wärme aus oder zur elektrischen Maschine aufweist, wobei die hydraulische Steuereinheit zur Beeinflussung der Volumenströme in dem Motorkühlkreislauf mittels wenigstens eines hydraulischen Schaltelements auf den Motorkühlkreislauf einwirkt.According to an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the electric machine has an engine cooling circuit for dissipating or supplying heat from or to the electric machine, wherein the hydraulic control unit acts on the engine cooling circuit by means of at least one hydraulic switching element to influence the volume flows in the engine cooling circuit.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Thermomanagement-System ferner einen Inverter mit einem Inverterkühlkreislauf zu Abfuhr oder Zufuhr von Wärme aus oder zum Inverter aufweist, wobei die hydraulische Steuereinheit zur Beeinflussung der Volumenströme in dem Inverterkühlkreislauf mittels wenigstens eines hydraulischen Schaltelements auf den Inverterkühlkreislauf einwirkt.According to an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the thermal management system further comprises an inverter with an inverter cooling circuit for dissipating or supplying heat from or to the inverter, wherein the hydraulic control unit acts on the inverter cooling circuit by means of at least one hydraulic switching element in order to influence the volume flows in the inverter cooling circuit.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das die Fahrzeugbatterie einen Batteriekühlkreislauf zu Abfuhr oder Zufuhr von Wärme aus oder zur Fahrzeugbatterie aufweist, wobei die hydraulische Steuereinheit zur Beeinflussung der Volumenströme in dem Batteriekühlkreislauf mittels wenigstens eines hydraulischen Schaltelements auf den Batteriekühlkreislauf einwirkt.According to an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the vehicle battery has a battery cooling circuit for dissipating or supplying heat from or to the vehicle battery, wherein the hydraulic control unit acts on the battery cooling circuit by means of at least one hydraulic switching element to influence the volume flows in the battery cooling circuit.
Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass der Bremsaktuator als ein Hydraulikzylinder ausgebildet ist, der einen durch hydraulische Druckbeaufschlagung mittels eines Hydraulikfluids axial versetzbaren Kolben aufweist.According to a further preferred development of the invention, it can also be provided that the brake actuator is designed as a hydraulic cylinder which has a piston which can be axially displaced by hydraulic pressure application by means of a hydraulic fluid.
Der Hydraulikzylinder ist bevorzugt in einem hydraulischen Ausrücksystem integriert. Ein hydraulisches Ausrücksystem verfügt in der Regel über einen Geberzylinder, der den am Geberzylinder erzeugten Druck über eine hydraulische Druckleitung an den Nehmerzylinder, im vorliegenden Fall einem Hydraulikzylinder, überträgt. Der hydraulische Druck kann insbesondere auch mittels eines sogg. Powerpacks bereitgestellt werden, welches aus einer Hydraulikpumpe und einem von der Hydraulikpumpe beaufschlagbaren hydraulischen Druckspeicher besteht. Hierbei kann dann eine Druckkammer des Nehmerzylinders beispielsweise auch von einem Geberzylinder, der mittels eines Elektromotors von einem Steuergerät gesteuert wird, oder von einer Hydraulikpumpe, gegebenenfalls unter Mitwirkung eines Druckspeichers, hydraulisch druckbeaufschlagt sein. In vorteilhafter Weise kann ein sogenanntes Powerpack eingesetzt werden, das über eine insbesondere zentrale Hydraulikpumpe und entsprechenden Ventilen mehrere Druckkreisläufe schaltet.The hydraulic cylinder is preferably integrated in a hydraulic release system. A hydraulic release system usually has a master cylinder, which transfers the pressure generated in the master cylinder to the slave cylinder, in this case a hydraulic cylinder, via a hydraulic pressure line. The hydraulic pressure can also be provided by means of a so-called power pack, which consists of a hydraulic pump and a hydraulic pump. In this case, a pressure chamber of the slave cylinder can also be hydraulically pressurized, for example, by a master cylinder, which is controlled by a control unit using an electric motor, or by a hydraulic pump, possibly with the help of a pressure accumulator. A so-called power pack can advantageously be used, which switches several pressure circuits via a central hydraulic pump and corresponding valves.
Ein Hydraulikzylinder weist bevorzugt ein Gehäuse auf. Das Zentralausrückergehäuse hat die Funktion Bauteile des Hydraulikzylinders wie insbesondere den beweglichen Kolben aufzunehmen und vor äußeren mechanischen oder chemischen Einflüssen zu schützen. Ferner besitzt das Gehäuse die Funktion, eine einfache Montage und Fixierung des Hydraulikzylinders innerhalb des Bremssystems zu erlauben. Das Gehäuse kann einstückig oder mehrstückig ausgebildet sein. Bevorzugt kann das Gehäuse aus einem Kunststoff, einem metallischen Werkstoff und/oder keramischen Werkstoff gebildet sein. Der in dem Gehäuse ausgeformte Kolbenraum dient der Aufnahme sowie der Führung des linearbeweglich in dem Gehäuse gelagerten Kolben.A hydraulic cylinder preferably has a housing. The central release housing has the function of accommodating components of the hydraulic cylinder, in particular the movable piston, and protecting them from external mechanical or chemical influences. The housing also has the function of allowing the hydraulic cylinder to be easily installed and fixed within the brake system. The housing can be made of one piece or several pieces. The housing can preferably be made of a plastic, a metallic material and/or a ceramic material. The piston chamber formed in the housing serves to accommodate and guide the piston, which is mounted in the housing in a linearly movable manner.
Der Hydraulikzylinder besitzt ferner einen Kolben. Der Kolben hat die Funktion eine hydraulische Druckbeaufschlagung in eine lineare Verschiebung des Kolbens umzuwandeln, wobei diese bewirkt, dass das die Bremse von einem eingekuppelten Betriebszustand in einen ausgekuppelten Betriebszustand überführbar ist. Der Hydraulikzylinder kann über einen oder mehrere Kolben (Mehrkolbenausrücker) verfügen.The hydraulic cylinder also has a piston. The piston has the function of converting hydraulic pressure into a linear displacement of the piston, which causes the brake to be transferred from an engaged operating state to a disengaged operating state. The hydraulic cylinder can have one or more pistons (multi-piston releaser).
Des Weiteren verfügt der Hydraulikzylinder bevorzugt über wenigstens eine Kolbendichtung. Die Kolbendichtung dichtet den linearbeweglich geführten Kolben gegenüber dem den Kolben aufnehmenden Gehäuse ab. Die Kolbendichtung kann insbesondere als Dichtring ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist es, dass die Kolbendichtung aus einem elastischen, insbesondere bevorzugt gummielastischen Material geformt ist. Das elastische Material kann bevorzugt ganz oder teilweise aus einem Elastomer bestehen, wobei wiederum bevorzugt die Elastomere ausgewählt sind aus der Gruppe der Vulkanisate von Naturkautschuk und Silikonkautschuk.Furthermore, the hydraulic cylinder preferably has at least one piston seal. The piston seal seals the linearly movable piston from the housing that accommodates the piston. The piston seal can in particular be designed as a sealing ring. It is particularly preferred that the piston seal is made of an elastic, particularly preferably rubber-elastic material. The elastic material can preferably consist entirely or partially of an elastomer, with the elastomers again preferably being selected from the group of vulcanizates of natural rubber and silicone rubber.
Die Hydraulikflüssigkeit hat in einem hydraulischen Ausrücksystem eines Kraftfahrzeugs die Funktion, Energie in Form von Druck möglichst verlustfrei beispielsweise innerhalb eines Bremssystems eines Fahrzeugs zu übertragen. Neben dieser Hauptaufgabe kann die Hydraulikflüssigkeit insbesondere auch die Schmierung und den Korrosionsschutz für die beweglichen Teile und die Metalloberflächen des hydraulischen Ausrücksystems bereitstellen. Außerdem kann sie insbesondere auch Verunreinigungen (beispielsweise durch Abrieb), Wasser und Luft sowie Verlustwärme abführen.The hydraulic fluid in a motor vehicle's hydraulic release system has the function of transferring energy in the form of pressure with as little loss as possible, for example within a vehicle's braking system. In addition to this main task, the hydraulic fluid can also provide lubrication and corrosion protection for the moving parts and metal surfaces of the hydraulic release system. It can also remove impurities (e.g. from abrasion), water and air, as well as waste heat.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der Kolben und/oder das Gehäuse aus einem Kunststoff geformt sind/ist. Hierdurch lässt sich insbesondere der Wirkung erzielen, dass der Hydraulikzylinder kostengünstig gefertigt und besonders gewichtsoptimiert ausgestaltet werden kann.According to another particularly preferred embodiment of the invention, it can be provided that the piston and/or the housing are formed from a plastic. This can achieve the effect in particular that the hydraulic cylinder can be manufactured cost-effectively and designed to be particularly weight-optimized.
Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die Bremse einen axialbeweglichen, im Querschnitt im Wesentlichen U-förmigen Bremssattel aufweist, welcher durch den Bremsaktuator in einen Reibschluss mit der axial fixierten Bremsscheibe versetzbar ist und die Bremsscheibe zwischen den parallel verlaufenden Schenkeln der U-förmigen Querschnittskontur des Bremssattels verläuft. Hierdurch können insbesondere zwei Reibflächen an den beiden Stirnseiten der Bremsscheibe beaufschlagt werden, was eine entsprechend gute Bremswirkung nach sich zieht.According to a further preferred development of the invention, it can also be provided that the brake has an axially movable brake caliper with a substantially U-shaped cross-section, which can be brought into frictional engagement with the axially fixed brake disc by the brake actuator and the brake disc runs between the parallel legs of the U-shaped cross-sectional contour of the brake caliper. In this way, two friction surfaces on the two front sides of the brake disc can be acted upon, which results in a correspondingly good braking effect.
Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass der Bremsaktuator in oder an dem Bremssattel angeordnet ist und eine in oder an dem Bremssattel axialverschieblich geführte Bremsbacke aktuiert, welche so in Reibschluss mit der Bremsscheibe gebracht werden kann. Die vorteilhafte Wirkung dieser Ausgestaltung ist darin begründet, dass ein besonders hoher System integrationsgrad realisierbar ist, was entsprechend geringe Fertigungskosten begünstigt.Furthermore, according to a likewise advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the brake actuator is arranged in or on the brake caliper and actuates a brake shoe that is guided axially displaceably in or on the brake caliper, which can thus be brought into frictional engagement with the brake disk. The advantageous effect of this embodiment is based on the fact that a particularly high degree of system integration can be achieved, which favors correspondingly low production costs.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass in oder an dem Bremssattel wenigstens ein erster an den Bremskühlkreislauf anschließbarer Kühlkanal ausgebildet ist. Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass in oder an der Bremsbacke wenigsten ein zweiter an den Bremskühlkreislauf anschließbarer Kühlkanal ausgebildet ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Wärmeübertragung sehr dynamisch und wenig träge ist.According to another particularly preferred embodiment of the invention, it can be provided that at least one first cooling channel that can be connected to the brake cooling circuit is formed in or on the brake calliper. Furthermore, the invention can also be further developed such that at least one second cooling channel that can be connected to the brake cooling circuit is formed in or on the brake shoe. This arrangement has the advantage that the heat transfer is very dynamic and not very sluggish.
In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass der Bremsaktuator als ein Hydraulikzylinder mit einem hydraulisch versetzbaren Kolben konfiguriert ist, wodurch sich hohe Aktuierungskräfte bereitstellen lassen. Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass der Hydraulikzylinder in dem Bremssattel ausgebildet ist, was ebenfalls zu einer besonders montage- und fertigungsfreundlichen Ausführung des Bremsaktuators beitragen kann.In a likewise preferred embodiment of the invention, it can also be provided that the brake actuator is configured as a hydraulic cylinder with a hydraulically displaceable piston, whereby high actuation forces It may also be advantageous to further develop the invention in such a way that the hydraulic cylinder is formed in the brake caliper, which can also contribute to a particularly assembly and production-friendly design of the brake actuator.
Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass die Bremsscheibe an wenigstens einer Stirnfläche, bevorzugt an beiden Stirnflächen jeweils einen Reibbelag aufweist. Hierdurch kann ein optimiertes Brems- und Reibungsverhalten der Bremse erreicht werden. Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass der Bremssattel und/oder die Bremsbacke einen Reibbelag aufweist, was ebenfalls zu einer Verbesserung des Reibungsverhaltens beitragen kann.According to a further preferred embodiment of the subject matter of the invention, it can be provided that the brake disk has a friction lining on at least one end face, preferably on both end faces. This makes it possible to achieve optimized braking and friction behavior of the brake. Finally, the invention can also be advantageously designed such that the brake calliper and/or the brake shoe has a friction lining, which can also contribute to improving the friction behavior.
Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass die Bremse als trocken laufende Bremse konfiguriert ist. Es ist somit bevorzugt, dass das Bremssystem als ein „trockenes“ Bremssystem ausgeführt ist, dass in einer der Bremskomponenten - vorzugsweise in der nicht-rotierenden - Kühlkanäle oder Kühlschläuche besitzt. Durch diese wird ein Kühlmittel, beispielsweise eine Wasser-Glykol-Mischung oder ein Kühlöl, zum Thermomanagement-System des Kraftfahrzeugs transportiert. Gegenüber einem „nassen“ (Lamellen-) Bremssystem hat ein „trockenes“ Bremssystem den Vorteil, dass es in unbetätigtem Zustand deutlich weniger Verluste erzeugt und der Reibwert und damit das Bremsmoment konstanter ist.Finally, the invention can also be advantageously designed such that the brake is configured as a dry-running brake. It is therefore preferred that the brake system is designed as a "dry" brake system that has cooling channels or cooling hoses in one of the brake components - preferably in the non-rotating one. A coolant, for example a water-glycol mixture or a cooling oil, is transported through these to the thermal management system of the motor vehicle. Compared to a "wet" (multi-disk) brake system, a "dry" brake system has the advantage that it generates significantly fewer losses when not actuated and the coefficient of friction and thus the braking torque is more constant.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to figures without limiting the general inventive concept.
Es zeigt:
-
1 einen Achsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Bremssystem in einer schematischen Axialschnittdarstellung, -
2 ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug mit einem Bremssystem in einer schematischen Blockschaltansicht, -
3 eine Bremse des Bremssystems in einer perspektivischen Ansicht, -
4 eine Bremse des Bremssystems in einer schematischen Axialschnittansicht.
-
1 an axle drive train of a motor vehicle with a braking system in a schematic axial sectional view, -
2 an electrically driven motor vehicle with a braking system in a schematic block diagram, -
3 a brake of the braking system in a perspective view, -
4 a brake of the braking system in a schematic axial sectional view.
Die
Das Bremssystem 1 umfasst eine Bremse 4 mit einer Bremsscheibe 5, welche mittels eines Bremsaktuators 7 mit einem Reibmoment beaufschlagbar ist. Die in einem Motorgehäuse 26 aufgenommene elektrische Maschine 2 weist einen Rotor 8 auf, welcher drehmomentübertragend mit wenigstens einem Fahrzeugrad 24 des Kraftfahrzeugs 3 gekoppelt ist.The
Die Bremse 4 ist in einem Bremsgehäuse 9 aufgenommen und die Bremsscheibe 5 drehmomentübertragend über die Bremswelle 30 und die Rotorwelle 31 mit dem Rotor 8 der elektrischen Maschine 2 verbunden.The
Die elektrische Maschine 2, das Getriebe 25 sowie die Bremse 4 bilden eine bauliche Einheit, die auch als Achsantriebsstrang 16 bezeichnet ist. Zwischen der elektrischen Maschine 2 und dem Fahrzeugrad 24 ist eine Trennkupplung 22 angeordnet, durch die die elektrische Maschine 2 aus dem Drehmomentenpfad ausgekoppelt werden kann, so dass sich hierdurch beispielsweise der Achsantriebsstrang 16 in einen Segelbetrieb versetzen lässt.The electric machine 2, the transmission 25 and the
In dieser Konfiguration können also drei verschiedene Verzögerungsmomente auf ein oder mehrere der Fahrzeugräder 24 wirken: Das von der Bremse 4 erzeugte Verzögerungsmoment, dass von der elektrischen Maschine 2 erzeugte Verzögerungsmoment und/oder das von dem Betriebsbremssystem 27 erzeugte Verzögerungsmoment. Je nach Fahrsituation und Verzögerungsbedarf können diese drei zu Verfügung stehende Verzögerungsmomente miteinander kombiniert und gesteuert beaufschlagt werden.In this configuration, three different deceleration moments can act on one or more of the vehicle wheels 24: the deceleration moment generated by the
Der
Das Bremssystem 1 besitzt ferner ein Bremskühlkreislauf 10 zu Abfuhr von Wärme aus der Bremse 4. In dem Bremssattel 11 ist wenigstens ein erster an den Bremskühlkreislauf 10 anschließbarer Kühlkanal 13 ausgebildet. Auch in der Bremsbacke 12 ist wenigstens ein zweiter an den Bremskühlkreislauf 10 anschließbarer Kühlkanal 14 ausgebildet. Beide Kühlkanäle 13,14 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel an dem Bremskühlkreislauf 10 angeschlossen. Die abgeführte Wärme kann über den im Bremskühlkreislauf 10 angeordneten Wärmetauscher 21 an ein Thermomanagementsystem des Kraftfahrzeugs 3 abgegeben werden.The
Der Bremsaktuator 7 ist in dem Ausführungsbeispiel der
Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.The invention is not limited to the embodiments shown in the figures. The above description is therefore not to be regarded as restrictive, but as explanatory. The following patent claims are to be understood in such a way that a named feature is present in at least one embodiment of the invention. This does not exclude the presence of further features. If the patent claims and the above description define 'first' and 'second' features, this designation serves to distinguish between two similar features without establishing a ranking.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- BremssystemBraking system
- 22
- elektrische Maschineelectric machine
- 33
- KraftfahrzeugMotor vehicle
- 44
- Bremsebrake
- 55
- Bremsscheibe Brake disc
- 77
- BremsaktuatorBrake actuator
- 88th
- Rotorrotor
- 99
- BremsgehäuseBrake housing
- 1010
- BremskühlkreislaufBrake cooling circuit
- 1111
- BremssattelBrake caliper
- 1212
- BremsbackeBrake shoe
- 1313
- KühlkanalCooling channel
- 1414
- KühlkanalCooling channel
- 1515
- FührungsstiftGuide pin
- 1616
- AchsantriebsstrangAxle drive train
- 1717
- StirnflächeFrontal area
- 1818
- ReibbelagFriction lining
- 1919
- ZufuhrkanalSupply channel
- 2020
- HydraulikkanalHydraulic channel
- 2121
- WärmetauscherHeat exchanger
- 2222
- Trennkupplung Separating clutch
- 2424
- FahrzeugradVehicle wheel
- 2525
- Getriebetransmission
- 2626
- MotorgehäuseEngine housing
- 2727
- BetriebsbremssystemService brake system
- 2828
- Dichtungpoetry
- 2929
- Dichtungpoetry
- 3030
- BremswelleBrake shaft
- 3131
- RotorwelleRotor shaft
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102019120409 A1 [0005]DE 102019120409 A1 [0005]
Claims (10)
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2309330A1 (en) | 1972-03-01 | 1973-09-06 | Klaue Hermann | LIQUID-COOLED DISC BRAKES, ESPECIALLY FOR MOTOR VEHICLES |
| US3915262A (en) | 1970-08-07 | 1975-10-28 | Hermann Klaue | Liquid cooled disc brake |
| DE3733438A1 (en) | 1986-10-02 | 1988-04-14 | Akebono Brake Ind | LIQUID-COOLED DISC BRAKE |
| US20070095622A1 (en) | 2005-10-31 | 2007-05-03 | Mayberry Richard W | Balanced flow cooling water jacket |
| US8752680B2 (en) | 2012-07-16 | 2014-06-17 | Eaton Corporation | Multi-chambered, liquid-cooled disc brake |
| WO2016146625A1 (en) | 2015-03-17 | 2016-09-22 | Qinetiq Limited | Electric hub drive with braking assembly |
| DE102019120409A1 (en) | 2019-07-29 | 2021-02-04 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Brake arrangement for a wheel hub drive and wheel hub drive with the brake arrangement |
-
2022
- 2022-12-07 DE DE102022132496.6A patent/DE102022132496A1/en active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3915262A (en) | 1970-08-07 | 1975-10-28 | Hermann Klaue | Liquid cooled disc brake |
| DE2309330A1 (en) | 1972-03-01 | 1973-09-06 | Klaue Hermann | LIQUID-COOLED DISC BRAKES, ESPECIALLY FOR MOTOR VEHICLES |
| DE3733438A1 (en) | 1986-10-02 | 1988-04-14 | Akebono Brake Ind | LIQUID-COOLED DISC BRAKE |
| US20070095622A1 (en) | 2005-10-31 | 2007-05-03 | Mayberry Richard W | Balanced flow cooling water jacket |
| US8752680B2 (en) | 2012-07-16 | 2014-06-17 | Eaton Corporation | Multi-chambered, liquid-cooled disc brake |
| WO2016146625A1 (en) | 2015-03-17 | 2016-09-22 | Qinetiq Limited | Electric hub drive with braking assembly |
| DE102019120409A1 (en) | 2019-07-29 | 2021-02-04 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Brake arrangement for a wheel hub drive and wheel hub drive with the brake arrangement |
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Legal Events
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